Ein Biologe der Johns Hopkins University hat ein Forschungsteam geleitet, das über Fortschritte beim Verständnis der mysteriösen Formwandlung von Stammzellen berichtet, die ein enormes Potenzial für die medizinische Forschung und die Behandlung von Krankheiten haben.
In einer Forschungsarbeit, die am 13. Oktober in der Zeitschrift Cell Reports veröffentlicht wird, berichten Xin Chen, außerordentlicher Professor für Biologie an der Krieger School of Arts and Sciences der Universität, und sechs Co-Autoren darüber, wie Stammzellen entstehen werden von ihrer unmittelbaren Umgebung beeinflusst. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass ein Enzym an der Stelle, an der sich Stammzellen befinden, dazu beitragen kann, eine größere Fülle dieser Zellen zu fördern, indem es sie in ihrem ursprünglichen Zustand erhält und andere Zellen dazu anregt, ihre spezialisierten Eigenschaften zu verlieren und sich in Stammzellen umzuwandeln.
Die Ergebnisse zeigen, dass das Enzym Aminopeptidase in der Stammzellnische – in diesem Fall dem Bereich, in dem sich Stammzellen im Hodengewebe von Fruchtfliegen befinden – bei beiden Funktionen eine Rolle spielt. Wie die Nische selbst diese Rolle spielt, bleibt jedoch unklar.
Dass das Enzym an dieser Stelle spezialisiertere Zellen dazu bringt, wie Stammzellen zu werden, „deutet darauf hin, dass diese Veränderung des Zellschicksals Hinweise darauf benötigt, wo sich Stammzellen normalerweise befinden, aber nicht zufällig“, sagte Chen, der Hauptforscher. „Diese Ergebnisse haben medizinische Implikationen, denn wenn diese Veränderung des Zellschicksals zufällig eintreten könnte, könnte dies zu Krankheiten wie Krebs führen.“
Das liegt daran, dass bei der Verw altung der Proliferation von undifferenzierten Stammzellen im Gewebe ein empfindliches Gleichgewicht gefunden werden muss, sagte Chen. Zu wenige können zu Gewebezerstörung führen, aber zu viele können Tumore fördern.
Die Studie konzentrierte sich teilweise auf Fruchtfliegen, weil sie etwa drei Viertel der krankheitsverursachenden Gene mit Menschen teilen, was sie zu einem guten Forschungsmodell macht. Die Arbeit an dieser Arbeit konzentrierte sich auf die Hoden, da Stammzellen dort sowohl bei Fruchtfliegen als auch beim Menschen vorkommen.
Stammzellen kommen beim Menschen in einer Reihe von Geweben vor, darunter Haut, Blutgefäße, Zähne, Herz, Gehirn und Leber.
Da sie sich von ihrem ursprünglichen Zustand zu spezialisierten oder differenzierten Zellen entwickeln können, versprechen Stammzellen seit langem, beschädigte Organe und Muskeln zu ersetzen. Stammzellen werden seit Jahrzehnten in begrenztem Umfang zur Behandlung von Krankheiten eingesetzt, einschließlich der Transplantation aus Knochenmark.
Ihre Anwendung könnte jedoch viel breiter sein, wenn es zuverlässige Techniken gäbe, um zu kontrollieren, wie sie spezialisierte Funktionen übernehmen, wie sie in ihren Stammzustand zurückkehren können und in einigen Fällen, wie sie sich in ihrem ursprünglichen Zustand vermehren potenziell gefährliche Tumore bilden.
Eine Frage ist nun, ob die Aktivität der Nische und des Enzyms, über die in dieser Forschung berichtet wird, genutzt werden kann, um Stammzellen so zu manipulieren, dass sie sich auf nützliche Weise differenzieren. Es gibt noch viel zu tun, sagte Chen.
"Wie Zellen unterschiedlich werden, es ist sehr wichtig, das zu verstehen", sagte Chen.
